JP2018093429A - Light transmitter module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光送信モジュールに関し、特に8値以上の多値強度変調光信号を生成する技術に関する。 The present invention relates to an optical transmission module, and more particularly to a technique for generating a multilevel intensity modulated optical signal having eight or more values.
近年、スマートフォンなど携帯型データ通信機器の爆発的な普及によりインターネット通信の通信量は増加の一途を辿っている。この通信量増大に対応する高速大容量の情報伝送の大部分は光ファイバー伝送で実現されており、装置間を接続する数100m程度の距離から、データセンタ内外の接続を行う数km〜数10kmに至る光ファイバー伝送回線の速度の高速化が望まれている。現行の大容量伝送規格の代表は2010年にIEEE802.3baとして定められた100ギガビットイーサネット(100GbE)(イーサネットは登録商標)である。また、さらなるトラフィックの増加に対応すべく400ギガビットイーサネット(400GbE)の標準化作業が開始されている。 In recent years, the amount of Internet communication has been increasing due to the explosive spread of portable data communication devices such as smartphones. Most of high-speed and large-capacity information transmission corresponding to this increase in communication volume is realized by optical fiber transmission. From a distance of about several hundred meters connecting between devices to several km to several tens km connecting inside and outside the data center. It is desired to increase the speed of optical fiber transmission lines. A representative of the current large-capacity transmission standard is 100 Gigabit Ethernet (100 GbE) (Ethernet is a registered trademark) defined as IEEE 802.3ba in 2010. Also, standardization work for 400 Gigabit Ethernet (400 GbE) has been started to cope with further increase in traffic.
このような高速大容量通信では、レーザー光源や光変調器の動作速度の限界を克服するため、従来の2値変調にかわって多値変調の適用が検討されている。2値変調は、送信すべき2値情報信号の論理“1”、論理“0”をそれぞれ光強度の最大、最小に対応させるものである。これに対して多値変調の一つは、送信すべき多値情報信号を光強度の最大から最小の間の中間レベルを用いた多値レベルに対応させている。例えば、400GbEにおいては、4値のパルス振幅変調(Pulse Amplitude Modulation)であるPAM4が利用される。 In such high-speed and large-capacity communication, in order to overcome the limitations on the operating speed of laser light sources and optical modulators, the application of multi-level modulation is being considered in place of conventional binary modulation. In binary modulation, the logic “1” and logic “0” of the binary information signal to be transmitted correspond to the maximum and minimum light intensity, respectively. On the other hand, in multi-level modulation, a multi-level information signal to be transmitted is made to correspond to a multi-level using an intermediate level between the maximum and minimum light intensity. For example, in 400 GbE, PAM4 which is quaternary pulse amplitude modulation is used.
PAMに関して、下記特許文献1にはデジタル/アナログ変換回路(Digital Analog Converter:DAC)を用いてデジタル信号を多値レベルの電圧信号に変換し、当該電圧信号を変調信号に用いて光変調器を駆動することで多値の光強度変調を可能とする技術が開示されている。また、下記特許文献2には、DACを使用しないで多値の光強度変調を実現する技術として、互いに異なる振幅で2値強度変調された2つの光信号を合波器で合成することによりPAM4信号を得る方式が示されている。
Regarding PAM, in
今後、さらなる通信量増大に対して、8値レベルのPAM8、16値レベルのPAM16など、PAM4より多値の変調方式の実用化が必要になり得る。 In the future, in order to further increase the amount of communication, it may be necessary to put into practical use a multi-level modulation scheme such as an 8-level PAM8, a 16-level PAM16, and the like.
PAM方式の通信では、振幅の検出分解能を向上させる上で、光出力信号のレベル間隔は均等であることが望ましい。しかし、上述のDACを用いる手法のように、多値レベルの変調信号を光変調器に入力して多値レベルの光出力信号を生成する方式では、出力レベルが等間隔になるように変調信号の多値レベルを精度良く制御することは必ずしも容易ではない。特に、一般的に光ファイバー通信に使用されるマッハツェンダー(Mach-Zehnder:MZ)型変調器や電界吸収型(electro absorption:EA)変調器、或いは半導体レーザーなどの電気光変調器は非線形な変調特性を有する。そのため、変調信号とする電気信号のレベル間隔は基本的に不均等となり、光出力信号のレベルを好適に等間隔とする変調信号生成回路は複雑になったり、大型化したりするという問題がある。例えば、DACを使用した多値PAM変調の場合にはこの非線形性を補償するために有効ビット数(ENOB:Effective Number Of Bits)が大きなDACを使用する必要がある。しかし、伝送速度の増大と共にDACの処理負荷も増大しENOBは小さくなるので、非線形性補償に十分なENOBを有するDACを構成することが課題となり得る。 In PAM communication, it is desirable that the level intervals of the optical output signals be uniform in order to improve the amplitude detection resolution. However, in the method of generating a multilevel optical output signal by inputting a multilevel modulation signal to the optical modulator as in the above-described method using the DAC, the modulation signal is set so that the output levels are equally spaced. It is not always easy to accurately control the multi-value level. In particular, a Mach-Zehnder (MZ) type modulator, an electro absorption (EA) modulator, or an electro-optic modulator such as a semiconductor laser, which is generally used for optical fiber communication, has nonlinear modulation characteristics. Have For this reason, the level interval of the electrical signal as the modulation signal is basically unequal, and there is a problem that the modulation signal generation circuit that suitably equalizes the level of the optical output signal becomes complicated or large. For example, in the case of multilevel PAM modulation using a DAC, it is necessary to use a DAC having a large effective number of bits (ENOB) in order to compensate for this nonlinearity. However, as the transmission speed increases, the processing load of the DAC also increases and the ENOB becomes smaller. Therefore, it can be a problem to construct a DAC having sufficient ENOB for nonlinearity compensation.
この点、強度が異なる複数の光信号を合波器で合成してPAM信号を生成する方式では、合成する各光信号は2値レベルであり1つのレベル間隔しか有さないので上述の変調特性の非線形性の影響を受けにくく、光出力信号における多値レベルの制御が比較的容易である。一方、当該方式では、合成する複数の光信号の波長を同一とするのが理想であるが、それは現実には困難であり、波長の相違に伴って発生するビート雑音やファイバー伝送時の波長分散が符号品質(伝送品質)に影響し得る。 In this regard, in the method of generating a PAM signal by combining a plurality of optical signals having different intensities with a multiplexer, each optical signal to be combined has a binary level and has only one level interval, so that the above-described modulation characteristics are obtained. Therefore, it is relatively easy to control multilevel levels in the optical output signal. On the other hand, in this method, it is ideal that the wavelengths of multiple optical signals to be combined are the same, but this is difficult in practice, and beat noise that occurs due to wavelength differences and wavelength dispersion during fiber transmission Can affect the code quality (transmission quality).
ここで、合成する光信号の数は多値レベル数に応じて増加する。例えば、PAM8では強度が異なる3つの光信号が必要となり、またPAM16では4つの光信号が必要となる。合成する光信号の数が多い場合、上述の波長の相違による影響も大きくなり得るため、当該影響への対処が課題となる。 Here, the number of optical signals to be combined increases with the number of multilevel levels. For example, PAM8 requires three optical signals having different intensities, and PAM16 requires four optical signals. When the number of optical signals to be combined is large, the influence due to the above-described difference in wavelength can be large, so that it is a problem to deal with the influence.
当該課題についてさらに説明する。波長合波におけるビート雑音に関しては、合波する光信号相互間に或る程度の波長差を設けることで、PAM信号の符号品質の低下を避けることが可能である。しかし、複数の光信号の任意の組み合わせにおいてビート雑音の影響を避け得る波長差を設けようとすると、光信号の数が増えるほどそれら光信号の波長が設定される範囲が大きくなり、ファイバー伝送時の波長分散の影響が大きくなるという問題が生じる。すなわち、波長分散は、2波長の光信号を波長合波してPAM4信号を生成する場合より、3波長の光信号からPAM8信号を生成する方が大きくなり、4波長の光信号からPAM16を生成する場合はさらに波長分散が大きくなり易い。 This problem will be further described. Regarding beat noise in wavelength multiplexing, it is possible to avoid a decrease in code quality of a PAM signal by providing a certain wavelength difference between optical signals to be multiplexed. However, if an attempt is made to provide a wavelength difference that can avoid the influence of beat noise in any combination of multiple optical signals, the range in which the wavelengths of these optical signals are set increases as the number of optical signals increases. There arises a problem that the influence of the wavelength dispersion becomes large. In other words, the chromatic dispersion is larger when generating the PAM8 signal from the three-wavelength optical signal than when generating the PAM4 signal by combining the two-wavelength optical signals, and generating the PAM16 from the four-wavelength optical signal. In such a case, the chromatic dispersion tends to increase further.
なお、ビート雑音は直交偏波合波では生じないが、3つ以上の光信号を互いに偏波が直交した状態とすることはできないので、偏波合波のみで8値レベル以上のPAM信号を生成することはできない。 Note that beat noise does not occur in orthogonal polarization multiplexing, but three or more optical signals cannot be in a state where their polarizations are orthogonal to each other. It cannot be generated.
我々は合波による8値以上のPAM信号の生成に関し上記課題が存在することを発見し、本発明を想到した。すなわち、本発明は、強度が異なる3つ以上の光信号を合波器で合成してPAM信号を生成する光送信モジュールにおいて、波長の相違に伴う上記課題を解決することを目的とする。 We have found that the above-mentioned problem exists regarding the generation of a PAM signal having eight or more values by multiplexing, and have conceived the present invention. That is, an object of the present invention is to solve the above-described problems associated with wavelength differences in an optical transmission module that generates a PAM signal by combining three or more optical signals having different intensities with a multiplexer.
(1)本発明に係る光送信モジュールは、互いに異なる振幅で2値強度変調された光信号を出力する第1乃至第n光信号源(nは3以上の自然数である。)と、複数の入力光信号を合成して1つの出力光信号を生成する合成部と、を備え、前記合成部は、互いに異なる波長を有する複数の入力光信号を偏波状態を保持しながら波長合波する波長合波器と、互いに直交する偏波状態を有する一対の入力光信号を偏波合波する偏波合波器と、を有し、前記第1乃至第n光信号源からの入力光信号を合成して、2nレベルにパルス振幅変調された出力光信号を生成する。 (1) An optical transmission module according to the present invention includes first to nth optical signal sources (n is a natural number of 3 or more) that outputs optical signals that are binary intensity modulated with different amplitudes, and a plurality of optical signals. A combining unit that combines the input optical signals to generate one output optical signal, and the combining unit wavelength-multiplexes the plurality of input optical signals having different wavelengths while maintaining the polarization state. A multiplexer and a polarization multiplexer that polarizes and combines a pair of input optical signals having polarization states orthogonal to each other, and receives the input optical signals from the first to n-th optical signal sources. By combining, an output optical signal that is pulse amplitude modulated to 2 n level is generated.
(2)上記(1)に記載の光送信モジュールにおいて、前記波長合波器にて互いに合波される2つの前記光信号源の光信号の波長λ1,λ2(λ1<λ2である。)は、光速をC0、前記光信号の変調レートをBRとして、
(3)上記(1)及び(2)に記載の光送信モジュールにおいて、前記第1乃至第n光信号源の上限波長及び下限波長をそれぞれλM+Δλ,λM−Δλとし、光伝送路を距離L伝送した後の当該光送信モジュールの出力光信号における前記上限波長の光と前記下限波長の光との間での群遅延時間の差をΔτとし、前記上限波長及び前記下限波長は、
Δτ=2LSΔλ(λ0−λM)
(ここで、λ0は前記光伝送路の零分散波長であり、Sは前記光伝送路の波長分散係数の波長に対する傾きである。)で与えられるΔτが予め定められた距離Lに対して所定の許容値以下となるという条件を満たす構成とすることが好適である。
(3) In the optical transmission module described in (1) and (2) above, the upper limit wavelength and the lower limit wavelength of the first to nth optical signal sources are λ M + Δλ and λ M −Δλ, respectively, and the optical transmission line is The difference in group delay time between the light of the upper limit wavelength and the light of the lower limit wavelength in the output optical signal of the optical transmission module after the distance L transmission is Δτ, and the upper limit wavelength and the lower limit wavelength are:
Δτ = 2LSΔλ (λ 0 −λ M )
(Where λ 0 is the zero-dispersion wavelength of the optical transmission line, and S is the slope of the chromatic dispersion coefficient of the optical transmission line with respect to the wavelength.) Δτ given by a predetermined distance L It is preferable that the configuration satisfies the condition that the value is equal to or less than a predetermined allowable value.
(4)上記(1)〜(3)に記載の光送信モジュールにおいて、前記nは3であり、前記第1光信号源及び前記第2光信号源は互いに異なる波長、且つ互いに同じ偏波状態を有する光信号を出力し、前記第3光信号源は、前記第1光信号源及び前記第2光信号源とは直交する偏波状態の光信号を出力し、前記波長合波器は前記第1光信号源の光信号と前記第2光信号源の光信号とを合波し、前記偏波合波器は、前記波長合波器の出力光信号と、前記第3光信号源の光信号とを合波する構成とすることができる。 (4) In the optical transmission module according to the above (1) to (3), the n is 3, and the first optical signal source and the second optical signal source have different wavelengths and the same polarization state. The third optical signal source outputs an optical signal in a polarization state orthogonal to the first optical signal source and the second optical signal source, and the wavelength multiplexer The optical signal of the first optical signal source and the optical signal of the second optical signal source are combined, and the polarization multiplexer includes the output optical signal of the wavelength multiplexer and the third optical signal source. It can be set as the structure which multiplexes with an optical signal.
(5)上記(1)〜(3)に記載の光送信モジュールにおいて、前記nは3であり、前記第1光信号源及び前記第2光信号源は互いに異なる波長、且つ互いに同じ偏波状態を有する光信号を出力し、前記第3光信号源は、前記第1光信号源及び前記第2光信号源とは直交する偏波状態の光信号を出力し、前記偏波合波器は前記第2光信号源の光信号と前記第3光信号源の光信号とを合波し、前記波長合波器は、前記偏波合波器の出力光信号と、前記第1光信号源の光信号とを合波する構成とすることができる。 (5) In the optical transmission module according to (1) to (3), n is 3, and the first optical signal source and the second optical signal source have different wavelengths and the same polarization state. The third optical signal source outputs an optical signal in a polarization state orthogonal to the first optical signal source and the second optical signal source, and the polarization multiplexer is The optical signal of the second optical signal source and the optical signal of the third optical signal source are multiplexed, and the wavelength multiplexer includes the output optical signal of the polarization multiplexer and the first optical signal source. The optical signal can be combined.
(6)上記(4)及び(5)に記載の光送信モジュールにおいて、前記合成部の出力光信号における前記各光信号源の光信号の成分の相対的な強度は1,2及び4とすることができる。 (6) In the optical transmission module according to (4) and (5) above, the relative intensities of the components of the optical signal of each optical signal source in the output optical signal of the combining unit are 1, 2, and 4. be able to.
(7)上記(1)〜(3)に記載の光送信モジュールにおいて、前記nは4であり、前記第1光信号源及び前記第2光信号源は互いに異なる波長、且つ第1の偏波状態を有する光信号を出力し、前記第3光信号源及び前記第4光信号源は互いに異なる波長、且つ前記第1の偏波状態とは直交する第2の偏波状態を有する光信号を出力し、前記波長合波器は、前記第1光信号源の光信号と前記第2光信号源の光信号とを合波する第1の波長合波器と、前記第3光信号源の光信号と前記第4光信号源の光信号とを合波する第2の波長合波器と、を含み、前記偏波合波器は、前記第1の波長合波器の出力光信号と、前記第2の波長合波器の出力光信号とを合波する構成とすることができる。 (7) In the optical transmission module according to (1) to (3), n is 4, the first optical signal source and the second optical signal source have different wavelengths and a first polarization. An optical signal having a state, wherein the third optical signal source and the fourth optical signal source output optical signals having different wavelengths and a second polarization state orthogonal to the first polarization state. The wavelength multiplexer includes a first wavelength multiplexer that multiplexes the optical signal of the first optical signal source and the optical signal of the second optical signal source, and the third optical signal source. A second wavelength multiplexer that multiplexes an optical signal and an optical signal of the fourth optical signal source, and the polarization multiplexer includes an output optical signal of the first wavelength multiplexer; The output optical signal of the second wavelength multiplexer can be combined.
(8)上記(1)〜(3)に記載の光送信モジュールにおいて、前記nは4であり、前記第1光信号源及び前記第3光信号源は互いに異なる波長、且つ第1の偏波状態を有する光信号を出力し、前記第2光信号源及び前記第4光信号源は互いに異なる波長、且つ前記第1の偏波状態とは直交する第2の偏波状態を有する光信号を出力し、前記偏波合波器は、前記第1光信号源の光信号と前記第2光信号源の光信号とを合波する第1の偏波合波器と、前記第3光信号源の光信号と前記第4光信号源の光信号とを合波する第2の偏波合波器と、を含み、前記波長合波器は、前記第1の偏波合波器の出力光信号と、前記第2の偏波合波器の出力光信号とを合波する構成とすることができる。 (8) In the optical transmission module according to (1) to (3), n is 4, and the first optical signal source and the third optical signal source have different wavelengths and a first polarization. An optical signal having a state, wherein the second optical signal source and the fourth optical signal source output optical signals having different wavelengths and a second polarization state orthogonal to the first polarization state. The polarization multiplexer outputs a first polarization multiplexer that combines the optical signal of the first optical signal source and the optical signal of the second optical signal source, and the third optical signal. A second polarization multiplexer that combines the optical signal of the source and the optical signal of the fourth optical signal source, and the wavelength multiplexer is an output of the first polarization multiplexer The optical signal and the output optical signal of the second polarization multiplexer can be combined.
(9)上記(1)〜(3)に記載の光送信モジュールにおいて、前記nは4であり、前記第1乃至第3光信号源は互いに異なる波長を有する光信号を出力し、前記第4光信号源は前記第3光信号源の偏波状態とは直交する偏波状態を有する光信号を出力し、前記偏波合波器は、前記第3光信号源の光信号と前記第4光信号源の光信号とを合波し、前記波長合波器は、前記第1光信号源の光信号と前記第2光信号源の光信号とを合波する第1の波長合波器と、前記偏波合波器の出力光信号と前記第1の波長合波器の出力光信号とを合波する第2の波長合波器とを含む構成とすることができる。 (9) In the optical transmission module according to the above (1) to (3), n is 4, the first to third optical signal sources output optical signals having different wavelengths, and the fourth The optical signal source outputs an optical signal having a polarization state orthogonal to the polarization state of the third optical signal source, and the polarization multiplexer includes the optical signal of the third optical signal source and the fourth optical signal source. A first wavelength multiplexer that multiplexes the optical signal of the first optical signal source and the optical signal of the second optical signal source; And a second wavelength multiplexer that multiplexes the output optical signal of the polarization multiplexer and the output optical signal of the first wavelength multiplexer.
(10)上記(1)〜(9)に記載の光送信モジュールにおいて、互いに直交する偏波状態の光信号を出力する2つの光信号源の一方の光信号源は、その出力光信号を他方の光信号源に対して直交した偏波状態とする偏波回転手段を有する構成とすることができる。 (10) In the optical transmission module described in (1) to (9) above, one of the two optical signal sources that outputs optical signals in the polarization state orthogonal to each other outputs the output optical signal to the other It is possible to employ a configuration having polarization rotation means for making the polarization state orthogonal to the optical signal source.
(11)上記(1)〜(10)に記載の光送信モジュールにおいて、前記光信号源は、分布帰還型レーザーと電界吸収型変調器とを有する半導体光素子とすることができる。 (11) In the optical transmission module described in (1) to (10) above, the optical signal source may be a semiconductor optical device having a distributed feedback laser and an electroabsorption modulator.
(12)上記(4)〜(6)に記載の光送信モジュールにおいて、前記光信号の変調レートBRが28ギガボー(GBaud)であり、光伝送路における伝送距離Lが2キロメートル(km)のときに、前記光信号の上限波長と下限波長との間での群遅延時間の差Δτの許容値を前記変調レートBRの逆数の1/5とし、前記光伝送路が、零分散波長λ0が1310ナノメートル(nm)であり、波長分散係数の波長に対する傾きSが8.7×10−14秒/km・nm2である光ファイバーである場合に、前記第1乃至第3光信号源それぞれの波長λ1,λ2,λ3が、
1300.9nm≦λ1≦1304.84nm
1305.16nm≦λ2≦1309.1nm
1300.9nm≦λ3≦1309.1nm
を満たす構成とすることができる。
(12) In the optical transmission module described in (4) to (6) above, when the modulation rate BR of the optical signal is 28 gigabaud (GBaud) and the transmission distance L in the optical transmission line is 2 kilometers (km) Further, an allowable value of the group delay time difference Δτ between the upper limit wavelength and the lower limit wavelength of the optical signal is set to 1/5 of the reciprocal of the modulation rate BR, and the optical transmission line has a zero dispersion wavelength λ 0. Each of the first to third optical signal sources is 1310 nanometers (nm), and the slope S of the wavelength dispersion coefficient with respect to the wavelength is 8.7 × 10 −14 seconds / km · nm 2 . The wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 are
1300.9 nm ≦ λ 1 ≦ 1304.84 nm
1305.16 nm ≦ λ 2 ≦ 1309.1 nm
1300.9 nm ≦ λ 3 ≦ 1309.1 nm
It can be set as the structure which satisfy | fills.
本発明によれば、PAM4より高い多値レベルを有しつつ、好適な符号品質を有したPAM信号を生成できる光送信モジュールが得られる。 According to the present invention, an optical transmission module capable of generating a PAM signal having a suitable code quality while having a multi-level higher than that of PAM4 is obtained.
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
第1の実施形態に係る光送信モジュール1は例えば、光ファイバーを伝送路とした光通信に用いられる装置であり、3つの光信号からPAM8信号を生成し光伝送路へ出力する。図1は光送信モジュール1の概略の構成を示す模式図である。光送信モジュール1は、第1の光信号源11、第2の光信号源12、第3の光信号源13及び合成部20を有する。合成部20は波長合波器21と偏波合波器22とを有し、光信号源11,12,13からの入力光信号を合成して1つの出力光信号SOUTを生成する。なお、光送信モジュール1内の部品間での光信号の伝送のために、ディスクリート部品間は光ファイバーで接続され、また集積化された部品間は導波路で接続される。なお、ディスクリート部品間の接続はこれに限定されず、光ファイバー・導波路の代わりにレンズ・ミラー等を用いた空間光学系やすべて半導体で形成された導波路で接続しても構わない。
[First Embodiment]
The
光信号源11,12,13は互いに異なる振幅で2値強度変調された光信号を生成し合成部20へ出力する。光信号源11,12,13それぞれの光信号の波長をλ1,λ2,λ3と表す。光信号源11,12は互いに同じ偏波状態(便宜上、TEモードとする。)を有する光信号を出力し、光信号源13は光信号源11,12とは直交する偏波状態(便宜上、TMモードとする。)の光信号を出力する。
The
波長合波器21は互いに異なる波長を有する複数の入力光信号を偏波状態を保持しながら波長合波する。一方、偏波合波器22は互いに直交する偏波状態を有する一対の入力光信号を偏波合波する。本実施形態では、波長合波器21は光信号源11,12からのTEモードの光信号を波長合波し、それら2つの光信号を成分に含むTEモードの光信号を生成する。また偏波合波器22は波長合波器21で生成された光信号と、光信号源13からの光信号とを偏波合波し、波長合波器21からの光信号をTEモード成分とし光信号源13からの光信号をTMモード成分として含む光信号を生成する。
The
合成部20は偏波合波器22で生成された光信号をSOUTとして出力する。光信号源11,12,13の光信号の振幅は、合成部20の出力光信号SOUTにおける各光信号源の光信号の成分の強度比が1:2:4となるように設定され、これにより、光送信モジュール1はPAM8信号を生成する。光送信モジュール1で生成された光信号は光ファイバーへ出力される。
The
図2は光信号源11,12,13の構成例を示した光送信モジュール1の概略の模式図である。光信号源11,12,13はそれぞれ変調器集積型半導体レーザー素子31,32,33を有する。変調器集積型半導体レーザー素子31,32,33はそれぞれ半導体レーザーの前方に変調器をモノリシックに集積した素子であり、半導体レーザーが出力する光信号の強度を変調器にて変調信号に基づき変調し被変調光信号を生成する。本実施形態では変調器集積型半導体レーザー素子31は半導体レーザーとして分布帰還(Distributed Feed Back:DFB)レーザー31aを備え、変調器としてEA変調器31bを備える。同様に、変調器集積型半導体レーザー素子32はDFBレーザー32a及びEA変調器32bを備え、変調器集積型半導体レーザー素子33はDFBレーザー33a及びEA変調器33bを備える。
FIG. 2 is a schematic diagram of an outline of the
図3は変調器集積型半導体レーザー素子31〜33の構造を模式的に示す図であり、一例として素子31の光信号路に沿った垂直断面構造を示している。図3において右向きが光出力の出射方向であり、素子31の左側にDFBレーザー31aが配置され右側にEA変調器31bが配置され、それらの間に接続導波路40が設けられている。変調器集積型半導体レーザー素子31の上面にはDFBレーザー31aの電極41及びEA変調器31bの電極42が配置され、下面にはDFBレーザー31a及びEA変調器31bの共通電極43が設けられている。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of the modulator integrated
通常、変調器集積型半導体レーザー素子の半導体レーザーには本実施形態のDFBレーザーや、DBRレーザー等の単一波長光を出力するものが用いられる。この点、DFBレーザー31a,32a,33aもシングルモードで発振し、波長が上述したλ1,λ2,λ3に基本的に維持された光を発生する。例えば、λ1,λ2,λ3は光ファイバーにおける伝送損失が比較的小さい1.3ミクロンメートル(μm)帯の波長に設定される。
Usually, the semiconductor laser of the modulator integrated type semiconductor laser element that outputs a single wavelength light such as the DFB laser of this embodiment or the DBR laser is used. In this respect, the
光信号源11,12,13はDFBレーザー31a,32a,33aへの駆動電力の供給源として図2に示すレーザー駆動回路50を有する。なお、図2では図示の便宜上、光信号源11,12,13の外にレーザー駆動回路50を描いている。レーザー駆動回路50はDFBレーザー31a,32a,33aそれぞれに接続され、電極41,43間に電流を流す。これにより半導体レーザー素子は活性層に電流を注入され発光する。
The
半導体レーザー素子の光出力の振幅(強度)は注入電流に応じて変化する。レーザー駆動回路50からDFBレーザー31a,32a,33aそれぞれに供給される電流の大きさは別々に設定され、これにより、上述したように合成部20の出力光信号SOUTにおける各光信号源の光信号の成分の強度比が1:2:4となるように設定される。なお、DFBレーザー31a,32a,33aの強度は、合成部20の出力端までの光部品及び光伝送路での損失を考慮して設定され、また光送信モジュール1ごとに異なり得る当該損失に応じて調整可能とすることが好適である。本実施形態では光信号源ごとに独立した光源(半導体レーザー)を用いているが、これに限らず一つの光源の光出力を分岐して各EA変調器に入力させてもよい。ただし、光信号源ごとに独立した光源を設けることは、各光信号源の光信号の強度の微調整が可能となるという利点がある。一つの光源を分岐した場合は各光信号源の光信号の強度は、光源の光出力ではなくEA変調器に印可する電圧を調整することで吸収量を調整する必要がある。しかしEA変調器に印可する電圧を変えた場合は、同時に消光比や周波数特性も変わってしまい、所望の光信号を得ることが難しい場合がある。本実施形態のように光信号源ごとに独立した光源を設けることで、各光信号源の光信号強度は光源の光出力強度の調整を行うことで調整が可能となり、EA変調器に印可する電圧を大きく変える必要がなくなり、消光比等への影響を抑えることができる。
The amplitude (intensity) of the light output of the semiconductor laser element changes according to the injection current. The magnitude of the current supplied from the
EA変調器31b,32b,33bはpin接合を有した半導体ダイオードで構成されており、電極42側にp型半導体が接続されている場合には電極42に負の電圧を印加することにより、半導体レーザーから入力される光信号を吸収・消光し光出力が減少したオフ状態が実現される。逆に、pin接合に電圧を印加しなければ、光は吸収・消光されずにEA変調器を通過するため、光信号のオン状態が実現される。EA変調器は特許文献2で開示されている半導体レーザーと比べて、オフ状態の光強度を十分に小さくできる。半導体レーザーの場合は、ほとんど光っていない(オフ状態)と十分に光っている(オン状態)とにより2値の光信号を生成するが、オフ状態でほぼ光っていないという状態とすると光信号の品質が劣化してしまう。対してEA変調器のオフ状態はオン状態に比べて10dB以上の消光状態を実現でき、半導体レーザーのオフ状態と比べるとより光強度が小さい状態を作ることができる。そのため、EA変調器にてPAM信号を生成した場合は半導体レーザーで生成した場合と比べると消光比が大きいという利点が得られる。
Each of the
光送信モジュール1はEA変調器31b,32b,33bに対する制御信号を生成する変調器制御回路51を有する。変調器制御回路51はEA変調器31b,32b,33bそれぞれに接続され、それぞれの電極42,43間に電圧を印加し、各EA変調器のオン/オフを制御する。例えば、変調器制御回路51は伝送する情報に応じた変調信号を入力され、当該変調信号からEA変調器31bのオン/オフを制御する2値の制御信号M1を生成し、同様にEA変調器32b,33bに対する2値の制御信号M2,M3をそれぞれ生成する。例えば、EA変調器31b,32b,33bは共通の構成とされ、変調器制御回路51は共通の駆動条件で各EA変調器を駆動する。つまり、EA変調器31b,32b,33bがオン時に印加される電圧は共通であり、またオフ時に印加される電圧は共通である。
The
PAM8では1シンボルに載せられる情報量は3ビットであり、変調器制御回路51は変調信号にて1シンボルに対応する3ビットを1ビットずつ各光信号源に割り当て、各光信号源は当該1ビットに基づいてEA変調器により変調された光信号を出力し、3つの光信号源それぞれの光信号が合成部20にてPAM8信号に合成される。ここで、それぞれ1ビットに対応する3つの光信号は同じシンボルに合成される必要があり、これが実現されるように、変調器制御回路51によるEA変調器に対する制御信号M1〜M3の生成タイミングが、各EA変調器から合成部20の出力端までの光の伝搬時間に応じて調整される。なお、当該調整を容易とする上では、各EA変調器から合成部20の出力端までの光の伝搬時間がおおよそ同じになるように構成することが好適である。
In PAM8, the amount of information carried on one symbol is 3 bits, and the
また、素子の設計、製造を容易とする上で、変調器集積型半導体レーザー素子31,32,33は波長以外は基本的に共通の構成とするのが都合がよい。そこで本実施形態では、光信号源11,12,13それぞれの変調器集積型半導体レーザー素子はいずれもTEモードの光を出力する共通の構成とする一方、光信号源13には偏波回転板52を設ける。偏波回転板52は1/2波長板であり、入力光に対し出力光の偏波状態を90度回転させる。光信号源13の変調器集積型半導体レーザー素子から出力された光信号は偏波回転板52に入力され、偏波回転板52にて偏波状態をTMモードに変えられた光信号が光信号源13から出力される。なお、偏波状態を変更するためには偏波回転板に限らず他の偏波回転手段であってもよい。例えば、光ファイバーに応力を印加することで偏光状態を回転しても良い。
Further, in order to facilitate the design and manufacture of the element, it is convenient that the modulator integrated
光送信モジュール1が1シンボルに対応する3ビット分の変調信号からPAM8の光信号を生成する構成については既に簡単に説明したが、以下、当該構成における本発明の特徴についてさらに説明する。
The configuration in which the
上述したように3ビットの変調信号は1ビットずつに分解され、互いに異なるビットが光信号源11,12,13それぞれのEA変調器31b,32b,33bに入力される。ちなみに、変調信号はNRZ(Non Return to Zero)方式である。
As described above, the 3-bit modulation signal is decomposed into bits, and different bits are input to the
また、上述したように合成部20の出力光信号SOUTにおける光信号源11,12,13それぞれの光信号成分の強度の相対的な大きさは1,2及び4となるように設定される。以下、出力光信号SOUTにおける光信号源11,12,13それぞれの光信号成分の強度をP1,P2,P3と表す。
Further, as described above, the relative magnitudes of the intensity of the optical signal components of the
ここでは、光信号源13のEA変調器33bに制御信号M3として入力される1ビットの変調信号の値が“1”のときのP3の値を基準値P0とし、当該変調信号の値が“0”のときのP3の値を0とする。そして例えば、光信号源11,12それぞれのEA変調器31b,32bに制御信号M1,M2として入力される1ビットの変調信号の値が“1”のときのP1,P2の値をそれぞれ4P0,2P0とし、当該変調信号の値が“0”のときのP1,P2の値を0とする。
Here, the value of P 3 when the value of one bit of the modulation signal input to the EA modulator 33b of the
表1は、EA変調器31b,32b,33bそれぞれに入力される1ビットの変調信号の値の組み合わせと、当該組み合わせに対する合成部20の出力光信号SOUTの強度との関係を示す表である。表1に示されるように、3つの光信号源から出力される互いに大きさが異なる1ビットのNRZ信号を合成してPAM8信号を生成することが可能である。
Table 1 is a table showing a relationship between combinations of values of 1-bit modulation signals input to the
本発明の1つの特徴は、複数段の合波を行って3つ以上の光信号を順次統合し1つのPAM信号を生成する際に、波長合波と偏波合波とを併用し、複数段の合波のうち1段のみを偏波合波とする点にある。この特徴に関し、光送信モジュール1は2段の合波のうち1段目を波長合波、2段目を偏波合波とする構成となっている。このように、波長合波と偏波合波とを併用することで、波長合波する光信号の数が減る。これにより、光信号の波長の数を減らしたり、光信号の波長が設定される範囲を狭めたりすることが可能となり、ビート雑音の影響を避けつつ波長分散を抑制する効果が得られる。
One feature of the present invention is that when a plurality of optical signals are combined to sequentially integrate three or more optical signals to generate one PAM signal, wavelength combining and polarization combining are used in combination. This is in that only one stage of the stage multiplexing is polarization multiplexing. With regard to this feature, the
光送信モジュール1にて合波する光信号の波長λ1,λ2,λ3に関してさらに詳しく説明する。
The wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 of the optical signal combined by the
光信号源11の光信号と光信号源12の光信号とは波長合波器21にて波長合波するので、それらの波長λ1,λ2は、ビート雑音の影響を回避するためλ1≠λ2に設定される。ここではλ1<λ2とし、また、光送信モジュール1の光出力信号SOUTの変調レートをBR(単位:Baud)とする。波長λ1,λ2の光信号を波長合波器21で合波するときにビート雑音が、変調レートBRで変調された光出力信号の品質に影響を与えない条件は次式で表される。なお、C0は光の速度であり3×108メートル/秒(m/s)である。
Since the optical signal from the
(1)式の左辺は波長λ1,λ2の光信号を波長合波した場合のビート周波数である。(1)式は当該ビート周波数が変調レートBRの2倍以上であれば、受信側での応答速度制限や通常挿入される高周波カットフィルタにより伝送信号に対して影響を受けないことに基づく。波長λ1,λ2の中心波長をλCとしてλ1,λ2をλ1=λC−Δλ,λ2=λC+Δλと置くと、(1)式から次式が得られる。 The left side of the equation (1) is the beat frequency when the optical signals having the wavelengths λ 1 and λ 2 are combined. Equation (1) is based on the fact that if the beat frequency is twice or more the modulation rate BR, the transmission signal is not affected by the response speed limitation on the receiving side or the high-frequency cut filter that is normally inserted. When the central wavelengths of the wavelengths λ 1 and λ 2 are λ C and λ 1 and λ 2 are set as λ 1 = λ C −Δλ and λ 2 = λ C + Δλ, the following expression is obtained from the expression (1).
(2)式にて等号となる場合、次式が成立する。 When the equal sign is obtained in equation (2), the following equation is established.
例えば変調レートBRを28GBaudとし、λCを1305.0nmとすると、(3)式からΔλは0.16nmとなる。すなわち、波長合波する2つの光信号の波長差が0.32nm以上であれば、合波後の光信号により伝送される情報がビート雑音により劣化することを回避できる。なお、上記計算及び以降の計算における計算結果は、適当なところで四捨五入した値で示している。 For example, assuming that the modulation rate BR is 28 GBaud and λ C is 1305.0 nm, Δλ is 0.16 nm from the equation (3). That is, if the wavelength difference between two optical signals to be combined is 0.32 nm or more, it is possible to avoid deterioration of information transmitted by the combined optical signal due to beat noise. In addition, the calculation results in the above calculation and the subsequent calculations are rounded off at appropriate places.
同様に(3)式を用いて、1300nm帯の光信号伝送で用いられる波長範囲である1260〜1320nmに関して、ビート雑音により劣化することを回避できる2つの光信号の波長差(2Δλ)を見積もると、BR=28GBaudの場合に、λC=1260nmでは2Δλ=0.296nm、またλC=1320nmでは2Δλ=0.325nmが得られる。 Similarly, when using Equation (3), the wavelength difference (2Δλ) between two optical signals that can be prevented from being deteriorated by beat noise is estimated for the wavelength range of 1260 to 1320 nm that is used in optical signal transmission in the 1300 nm band. , in the case of BR = 28GBaud, λ C = 1260nm in 2Δλ = 0.296nm, also lambda C = 1320 nm in 2Δλ = 0.325nm is obtained.
以上説明したように波長合波におけるビート雑音の影響を回避するには(1)式又は(2)式に基づいて2つの光信号間に波長差を設ければよい。また、波長分散の影響を低減するには、その波長差は小さいことが好適であるが、その下限値は(1)式又は(2)式から定まる。 As described above, in order to avoid the influence of beat noise in wavelength multiplexing, a wavelength difference may be provided between two optical signals based on the formula (1) or (2). Further, in order to reduce the influence of chromatic dispersion, it is preferable that the wavelength difference is small, but the lower limit is determined from the equation (1) or (2).
さらに波長分散について説明する。PAM8の光出力信号SOUTを光ファイバーで伝送する場合には光ファイバーの波長分散により発振波長の制限が生じる。光ファイバーの伝送距離Lでの波長分散による群遅延時間τは次式で表される。 Further, chromatic dispersion will be described. When the optical output signal S OUT of the PAM 8 is transmitted through an optical fiber, the oscillation wavelength is limited due to the chromatic dispersion of the optical fiber. The group delay time τ due to chromatic dispersion at the transmission distance L of the optical fiber is expressed by the following equation.
ここでλ0は光ファイバーの零分散波長であり、Sは光ファイバーの分散係数の波長に対する傾きである。例えば、一般的なシングルモード光ファイバーは1310nm付近に零分散波長を有する。そこで、本実施形態における計算例ではλ0=1310nmとする。Sの値は光ファイバーの構造や波長により異なるが、1310nm付近に零分散波長がある一般的なシングルモード光ファイバーにおける一例では、S=8.7×10−14s/km・nm2であり、本実施形態の計算例ではこの値を用いる。 Here, λ 0 is the zero dispersion wavelength of the optical fiber, and S is the slope of the dispersion coefficient of the optical fiber with respect to the wavelength. For example, a typical single mode optical fiber has a zero dispersion wavelength near 1310 nm. Therefore, in the calculation example in the present embodiment, λ 0 = 1310 nm. The value of S varies depending on the structure and wavelength of the optical fiber, but in an example of a general single mode optical fiber having a zero dispersion wavelength near 1310 nm, S = 8.7 × 10 −14 s / km · nm 2. This value is used in the calculation example of the embodiment.
合波する複数の光信号の波長の分布範囲の下限値、中心値、上限値をそれぞれλL,λM,λUとして、λL=λM−Δλ,λU=λM+Δλと置く。λL及びλUそれぞれでの群遅延時間は(4)式から求められ、合波で生成され光ファイバーへ出力された光信号の群遅延時間の差、つまり、λLでの群遅延時間とλUでの群遅延時間との差Δτは次式で表される。
Δτ=2LSΔλ(λ0−λM) ………(5)
Let λ L = λ M −Δλ and λ U = λ M + Δλ, where λ L , λ M , and λ U are the lower limit value, the center value, and the upper limit value of the wavelength distribution range of a plurality of optical signals to be combined. The group delay time at each of λ L and λ U is obtained from the equation (4), and the difference between the group delay times of the optical signals generated by combining and output to the optical fiber, that is, the group delay time at λ L and λ The difference Δτ with respect to the group delay time at U is expressed by the following equation.
Δτ = 2LSΔλ (λ 0 −λ M ) (5)
遅延時間差Δτが光出力信号SOUTにおける波長が異なる光成分間でのジッタとして現れる。ジッタは例えば、変調レートBRの逆数の1/10以下であれば、つまり伝送距離Lにおける伝送信号の判別に影響を与えない。ここで群遅延によるジッタに対する余裕度は正負両方向に与えられる。よって、(5)式左辺を、
Δτ≦2/(10BR)
と置くことで、波長分散の影響が許容されるΔλの範囲(及び上限値)を求めることができる。
Wavelength delay time difference Δτ is the optical output signal S OUT appears as jitter between different optical components. For example, if the jitter is 1/10 or less of the reciprocal of the modulation rate BR, that is, it does not affect the discrimination of the transmission signal at the transmission distance L. Here, the margin for jitter due to group delay is given in both positive and negative directions. Therefore, the left side of equation (5) is
Δτ ≦ 2 / (10BR)
Thus, the range (and upper limit value) of Δλ in which the influence of chromatic dispersion is allowed can be obtained.
例えば変調レートBRを28GBaudとし、λMを1305.0nmとし、Lを2kmとすると、(5)式からΔλは4.1nmとなる。すなわち、光送信モジュール1において光信号の波長λ1,λ2,λ3のうち最大波長λUとなるものと最小波長λLになるものとの差(2Δλ)が8.2nm以下であれば、合波後の光信号により伝送される情報がビート雑音により劣化することを回避できる。
For example the modulation rate BR and 28GBaud, the lambda M and 1305.0Nm, When 2km of L, [Delta] [lambda] becomes 4.1nm (5) below. That is, if the difference (2Δλ) between the wavelength λ 1 , λ 2 , and λ 3 of the optical signal having the maximum wavelength λ U and the minimum wavelength λ L in the
よって、BR=28GBaud,L=2kmの場合について、上述のビート雑音の影響を回避する波長の条件と、波長分散の影響を回避する波長の条件との両方を考慮すると、例えば、λC=λM=1305.0nmとした場合、λ1,λ2は下記の範囲に設定すれば良い。
1300.9nm≦λ1≦1304.84nm
1305.16nm≦λ2≦1309.1nm
Therefore, in the case of BR = 28 GBaud, L = 2 km, considering both the wavelength condition for avoiding the influence of the beat noise and the wavelength condition for avoiding the influence of chromatic dispersion, for example, λ C = λ When M = 1305.0 nm, λ 1 and λ 2 may be set in the following ranges.
1300.9 nm ≦ λ 1 ≦ 1304.84 nm
1305.16 nm ≦ λ 2 ≦ 1309.1 nm
一方、波長λ3の光信号源13の光信号は波長λ1,λ2の光信号源11,12の光信号とは直交する偏波状態であるので、偏波合波器22における波長λ1,λ2の光信号成分との合波ではビート雑音は生じない。よってλ3についてはビート雑音に関する波長条件と光ファイバーの波長分散に関する波長条件とのうち、波長分散の条件のみを考慮すればよく、λ3は下記の範囲に設定すれば良い。
1300.9nm≦λ3≦1309.1nm
On the other hand, the optical signal of the
1300.9 nm ≦ λ 3 ≦ 1309.1 nm
これらλ1,λ2,λ3に関する設定条件にて実験を行ったところ、28GbaudのPAM8、即ち84Gb/s伝送において2km伝送後のオフラインでのエラーレート測定により10−5までフロアが発生しないエラーレート特性を得ることができた。この特性により前方誤り訂正(Forward Error Correction:FEC)を施した光送信モジュールではエラーフリーの伝送を得ることができる。 When experiments were performed under the setting conditions for λ 1 , λ 2 , and λ 3 , 28 Gbaud PAM8, that is, an error in which a floor does not occur up to 10 −5 due to an offline error rate measurement after 2 km transmission in 84 Gb / s transmission. Rate characteristics could be obtained. With this characteristic, an error-free transmission can be obtained in an optical transmission module subjected to forward error correction (FEC).
図4は中心周波数を変化させた場合の(3)式、(5)式それぞれのΔλの変化を示すグラフであり、縦軸がΔλ、横軸が中心周波数である。図4において中心周波数λC,λM以外の条件は上述の計算例と共通である。すなわち、BR=28GBaud,λ0=1310nm,S=8.7×10−14s/km・nm2,L=2kmである。曲線60が(3)式から得られるΔλを示し、曲線61が(5)式から得られるΔλを示している。曲線60はλ1,λ2の中心周波数λCに対する差Δλに関し、ビート雑音に関する条件に基づく下限を表している。一方、曲線61はλ1,λ2,λ3の中心周波数λMに対する差Δλに関し、波長分散に関する条件に基づく上限を表している。
FIG. 4 is a graph showing changes in Δλ in the expressions (3) and (5) when the center frequency is changed. The vertical axis is Δλ and the horizontal axis is the center frequency. In FIG. 4, conditions other than the center frequencies λ C and λ M are the same as those in the above calculation example. That is, BR = 28 GBaud, λ 0 = 1310 nm, S = 8.7 × 10 −14 s / km · nm 2 , and L = 2 km. A
例えば、λ1,λ2,λ3のうちλ1が最小波長λL、λ2が最大波長λUとする場合、λC=λMであり、Δλは図4の横軸の任意の位置にて曲線60と曲線61とに挟まれる範囲内の値にすることができる。つまり、光送信モジュール1において各光信号源の波長を、曲線60と曲線61とに挟まれる領域内の任意の点(λC,Δλ)に対応して定まるλ1(≡λC−Δλ),λ2(≡λC+Δλ)と、λ1≦λ3≦λ2なる範囲内に設定されるλ3とに設定することで、光送信モジュール1の光出力信号SOUTにおけるビート雑音及び波長分散が信号品質に与える影響を許容範囲内に収めることができる。
For example, λ 1, λ 2, if the lambda 1 of lambda 3 is the minimum wavelength λ L, λ 2 is the maximum wavelength lambda U, a λ C = λ M, Δλ is arbitrary position on the horizontal axis in FIG. 4 It can be set to a value within the range between the
なお、(3)式、(5)式の条件を満たして、ビート雑音及び波長分散が信号品質に与える影響を許容範囲内に収める光送信モジュール1は、λ3をλ3<λ1又はλ2<λ3なる範囲に設定しても構成できる。しかし、上述のλ1≦λ3≦λ2とする構成は、λ1,λ2の差をビート雑音の影響を回避できる最小値とし、かつλ3をλ1とλ2との間に設定することができるので、λ3<λ1又はλ2<λ3とする構成より波長λ1,λ2,λ3の分布範囲を狭めることが可能である点で好適である。
Incidentally, (3), (5) satisfies the condition of formula, the
また、偏波合成する光信号同士は同一の波長を有していてもビート雑音の影響を受けない。そのため、上述のλ1≦λ3≦λ2とする構成のうち特にλ3=λ1又はλ3=λ2とする構成として、光信号源11〜13の光信号の波長を2波長に減らすことができる。この場合、変調器集積型半導体レーザー素子33として変調器集積型半導体レーザー素子31,32のいずれかと同じ構成のものを用いることができる。つまり、光信号源11〜13にて用いる変調器集積型半導体レーザー素子の種類が減ることにより、例えば、変調器集積型半導体レーザー素子の設計や製造のコストの低減を図ることができる。
Further, even if the optical signals to be combined with each other have the same wavelength, they are not affected by beat noise. Therefore, the wavelength of the optical signal from the
以上、光送信モジュール1に関し1300nm帯でのBRが28GBaudの通信について具体的な波長の例を示したが、本発明は他の波長帯や変調レートBRにも適用することができる。例えば、BR=56GBaud,λC=1305nmの場合には、(3)式からビート雑音に関するλ1,λ2の最小波長差として2Δλ=0.64nmが得られ、また上述の例と同様の条件にて(5)式から波長分散に関し許容される最大波長差として2Δλ=4.1nmが得られる。この計算結果から光送信モジュール1におけるλ1,λ2,λ3は例えば、以下の範囲に設定すればよい。
1302.95nm≦λ1≦1304.68nm
1305.32nm≦λ2≦1307.05nm
1302.95nm≦λ3≦1307.05nm
As mentioned above, although the example of the specific wavelength was shown about communication with BR of 1 GB in the 1300 nm band regarding the
1302.95 nm ≦ λ 1 ≦ 1304.68 nm
1305.32 nm ≦ λ 2 ≦ 1307.05 nm
1302.95 nm ≦ λ 3 ≦ 1307.05 nm
以上、本実施形態では、波長合波と偏波合成とをそれぞれ1回ずつ用いればPAM8信号の生成が可能であることを示した。さらに、(3)式及び(5)式に基づいて3つの光信号源の波長を設定することで、伝送特性に優れたPAM8信号を生成できることを示した。 As described above, in the present embodiment, it has been shown that the PAM8 signal can be generated by using wavelength multiplexing and polarization combining once each. Furthermore, it was shown that the PAM8 signal with excellent transmission characteristics can be generated by setting the wavelengths of the three optical signal sources based on the equations (3) and (5).
[第2の実施形態]
図5は、本実施形態である光送信モジュール1Aの概略の構成を示す模式図である。光送信モジュール1Aにおいて、光送信モジュール1と共通の構成要素には同一の符号を付している。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the
光送信モジュール1Aは光送信モジュール1と同様、光信号源11〜13それぞれからの光信号を合成部20Aで合成して1つの光出力信号SOUT、具体的にはPAM8信号を生成する。合成部20Aは、1つの波長合波器21と1つの偏波合波器22とを有する点では、光送信モジュール1の合成部20と共通する。一方、合成部20Aは合成部20とは波長合波と偏波合波の順序が逆であり、この点において光送信モジュール1Aは光送信モジュール1と相違する。
Similar to the
具体的には、合成部20Aでは、偏波合波器22は光信号源12,13からの光信号を偏波合波し、波長合波器21は偏波合波器22で生成された光信号と、光信号源11からの光信号とを波長合波する。
Specifically, in the combining
なお、光送信モジュール1Aにおける波長λ1,λ2,λ3は、光送信モジュール1と同様に定めることができる。
The wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 in the
[第3の実施形態]
第3の実施形態に係る光送信モジュール1Bは第1の実施形態で説明した光送信モジュール1と同様、例えば、光ファイバーを伝送路とした光通信に用いられる装置である。光送信モジュール1Bが光送信モジュール1と異なる点は、光伝送路への出力光信号SOUTがPAM8信号ではなくPAM16信号であることであり、光送信モジュール1Bは4つの光信号からPAM16信号を生成し光伝送路へ出力する。
[Third Embodiment]
Similar to the
図6は光送信モジュール1Bの概略の構成を示す模式図である。光送信モジュール1Aにおいて、光送信モジュール1と共通の構成要素には同一の符号を付して基本的に説明を省略し、以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the
光送信モジュール1Bは、第1の光信号源11、第2の光信号源12、第3の光信号源13、第4の光信号源14及び合成部20Bを有する。また、図6には示していないが、光送信モジュール1と同様、光送信モジュール1Bはレーザー駆動回路50及び変調器制御回路51を有する。光信号源14は図2に示した光信号源11〜13と同様、レーザー駆動回路50で駆動されるレーザー素子と変調器制御回路51で強度変調を制御されるEA変調器とを含む変調器集積型半導体レーザー素子を備える。
The
光信号源11の光信号の波長λ1と光信号源12の光信号の波長λ2とは互いに異なり、ここではλ1<λ2とする。一方、光信号源11及び光信号源12は互いに同じ偏波状態(TEモードとする。)を有する光信号を出力する。
The wavelength λ 1 of the optical signal from the
また、光信号源13の光信号の波長λ3と光信号源14の光信号の波長λ4とは互いに異なり、ここではλ3<λ4とする。一方、光信号源13及び光信号源14は光信号源11,12とは直交する偏波状態(TMモードとする。)の光信号を出力する。
The wavelength λ 3 of the optical signal from the
合成部20Bは2つの波長合波器21a,21bと1つの偏波合波器22とを有し、光信号源11,12,13,14からの入力光信号を合成して1つの出力光信号SOUTを生成する。
The
波長合波器21aは光信号源11の光信号と光信号源12の光信号とを合波し、波長合波器21bは光信号源13の光信号と光信号源14の光信号とを合波する。偏波合波器22は、波長合波器21aの出力光信号と、波長合波器21bの出力光信号とを合波する。
The
光信号源11〜14の強度は、合成部20Bの出力光信号SOUTにおける各光信号源の光信号の成分の強度比が1:2:4:8となるように設定される。以下、出力光信号SOUTにおける光信号源11〜14それぞれの光信号成分の強度をP1,P2,P3,P4と表す。ここでは、光信号源11〜14それぞれのEA変調器に入力される1ビットの変調信号の値が“1”のときの各光信号源の強度を基準値P0を用いて、P1=8P0,P2=4P0,P3=2P0,P1=P0とし、当該変調信号の値が“0”のときのP1〜P4の値を0とする。
The intensities of the
表2は、光信号源11〜14のEA変調器それぞれに制御信号M1〜M4として入力される入力される1ビットの変調信号の値の組み合わせと、当該組み合わせに対する合成部20Bの出力光信号SOUTの強度との関係を示す表である。表2に示されるように、4つの光信号源から出力される互いに大きさが異なる1ビットのNRZ信号を合成してPAM16信号を生成することが可能である。
Table 2 shows combinations of values of 1-bit modulation signals inputted as control signals M 1 to M 4 to the EA modulators of the
光送信モジュール1Bにて合波する光信号の波長λ1,λ2,λ3,λ4に関して説明する。
The wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , and λ 4 of the optical signal combined by the
光信号源11及び光信号源12それぞれの光信号は波長合波器21aにて互いに波長合波するので、ビート雑音の影響を避けるために、第1の実施形態と同様に、λ1とλ2との間に(1)式又は(2)式に基づいて差が設けられる。
Since the optical signals of the
同様に、光信号源13及び光信号源14それぞれの光信号は波長合波器21bにて互いに波長合波するので、(1)式又は(2)式に基づいてλ3とλ4との間に差が設けられる。
Similarly, since the optical signals of the
ここで、光信号源11,12の光信号が合波された波長合波器21aの出力と光信号源13,14の光信号が合波された波長合波器21bの出力とはさらに合波されるが、当該合波は偏波合波器22による偏波合波である。つまり、偏波合波器22に入力される光信号源11,12の光信号成分と光信号源13,14の光信号成分とは偏波状態が互いに直交しているのでビート雑音を生じない。よって、λ1及びλ2とλ3及びλ4との間では(1)式や(2)式を満足するような波長差を設ける必要はない。
Here, the output of the
一方、波長λ1,λ2,λ3,λ4の分布範囲は、波長分散の影響を避けるために(5)式で与えられるΔτが許容値以下となるよう設定する必要がある。 On the other hand, the distribution range of the wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , and λ 4 needs to be set so that Δτ given by the equation (5) is less than the allowable value in order to avoid the influence of chromatic dispersion.
例えば、第1の実施形態で示した条件、つまり、BR=28GBaud,λ0=1310nm,S=8.7×10−14s/km・nm2,L=2km,λC=λM=1305.0nmにて、λ1,λ2の設定可能範囲について、
1300.9nm≦λ1≦1304.84nm
1305.16nm≦λ2≦1309.1nm
となり、またλ3,λ4の設定可能範囲についても同様に、
1300.9nm≦λ3≦1304.84nm
1305.16nm≦λ4≦1309.1nm
となる。
For example, the conditions shown in the first embodiment, that is, BR = 28 GBaud, λ 0 = 1310 nm, S = 8.7 × 10 −14 s / km · nm 2 , L = 2 km, λ C = λ M = 1305 About the settable range of λ 1 and λ 2 at.
1300.9 nm ≦ λ 1 ≦ 1304.84 nm
1305.16 nm ≦ λ 2 ≦ 1309.1 nm
Similarly, for the settable ranges of λ 3 and λ 4 ,
1300.9 nm ≦ λ 3 ≦ 1304.84 nm
1305.16 nm ≦ λ 4 ≦ 1309.1 nm
It becomes.
これらλ1,λ2,λ3,λ4に関する設定条件にて実験を行ったところ、28GbaudのPAM16、即ち112Gb/s伝送において2km伝送後のオフラインでのエラーレート測定により2×10−5までフロアが発生しないエラーレート特性を得ることができた。この特性により前方誤り訂正(Forward Error Correction:FEC)を施した光送信モジュールではエラーフリーの伝送を得ることができる。 Experiments were performed under the setting conditions for λ 1 , λ 2 , λ 3 , and λ 4. Up to 2 × 10 −5 by measuring the error rate offline after 2 km transmission in 28 Gbaud PAM16, that is, 112 Gb / s transmission. An error rate characteristic that does not generate a floor can be obtained. With this characteristic, an error-free transmission can be obtained in an optical transmission module subjected to forward error correction (FEC).
なお、上述したように、λ1及びλ2とλ3及びλ4との間では波長差を設ける必要はないので、波長分散の影響を小さくする上で、λ1=λ3、且つλ2=λ4とするのが好適である。 As described above, there is no need to provide a wavelength difference between λ 1 and λ 2 and λ 3 and λ 4. Therefore, in order to reduce the influence of chromatic dispersion, λ 1 = λ 3 and λ 2 = Λ 4 is preferable.
上述の光送信モジュール1Bでは光信号源13,14がTMモードの光信号を生成する構成とした。当該構成は、第1の実施形態の光信号源13と同様、光信号源13,14それぞれに偏波回転板52を設けることで可能である。ここで、波長合波器21bと偏波合波器22との間に偏波回転板52を挿入し、且つ光信号源13,14が光信号源11,12と同じくTEモードの光を出力する構成は、ビート雑音及び波長分散の影響を回避しつつPAM信号を生成する本発明の特徴に関して、上述した光信号源13,14に偏波回転板52を設ける構成と等価である。
In the
[第4の実施形態]
図7は第4の実施形態に係る光送信モジュール1Cの概略の構成を示す模式図である。光送信モジュール1Cは第3の実施形態の光送信モジュール1Bと同じくPAM16信号を生成する装置であり、光送信モジュール1Cにおいて、光送信モジュール1Bと共通の構成要素には同一の符号を付して基本的に説明を省略し、以下、光送信モジュール1Bとの相違点を中心に説明する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an
光信号源11の光信号の波長λ1と光信号源13の光信号の波長λ3とは互いに異なる。一方、光信号源11及び光信号源13は互いに同じ偏波状態(TEモードとする。)を有する光信号を出力する。
The wavelength λ 1 of the optical signal from the
また、光信号源12の光信号の波長λ2と光信号源14の光信号の波長λ4とは互いに異なる。一方、光信号源12及び光信号源14は光信号源11,13とは直交する偏波状態(TMモードとする。)の光信号を出力する。
The wavelength λ 2 of the optical signal from the
光送信モジュール1Cは光信号源11〜14の光信号から1つの出力光信号SOUTを生成する手段として、光送信モジュール1Bの合成部20Bに代えて合成部20Cを有する。合成部20Cは2つの偏波合波器22a,22bと1つの波長合波器21とを有する。
偏波合波器22aは、光信号源11の光信号と光信号源12の光信号とを合波し、偏波合波器22bは光信号源13の光信号と光信号源14の光信号とを合波する。波長合波器21は、偏波合波器22aの出力光信号と、偏波合波器22bの出力光信号とを合波する。
The polarization multiplexer 22 a combines the optical signal of the
光信号源11及び光信号源12それぞれの光信号は偏波合波器22aにて互いに偏波合波するのでビート雑音を生じない。よって、λ1とλ2との間では(1)式や(2)式を満足するような波長差を設ける必要はない。
Since the optical signals of the
同様に、光信号源13及び光信号源14それぞれの光信号は偏波合波器22bにて互いに偏波合波するので、λ3とλ4との間では(1)式や(2)式を満足するような波長差を設ける必要はない。
Similarly, since the optical signals of the
一方、波長合波器21では、偏波合波器22a,22bそれぞれの出力光信号のTEモード成分同士が波長合波され、またTMモード成分同士が波長合波される。具体的には、光信号源11の光信号成分と光信号源13の光信号成分とが波長合波され、光信号源12の光信号成分と光信号源14の光信号成分とが波長合波される。そのため、ビート雑音の影響を避けるために、λ1とλ3との間に(1)式又は(2)式に基づいて差が設けられ、同様にλ2とλ4との間に(1)式又は(2)式に基づいて差が設けられる。
On the other hand, in the
波長分散の影響の回避に関しては、第3の実施形態と同様、(5)式で与えられるΔτが許容値以下となるように波長λ1,λ2,λ3,λ4の分布範囲を制限する必要がある。 For avoiding the influence of chromatic dispersion, as in the third embodiment, the distribution range of wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , and λ 4 is limited so that Δτ given by equation (5) is less than the allowable value. There is a need to.
上述したように、λ1及びλ2とλ3及びλ4との間では波長差を設ける必要はないので、波長分散の影響を小さくする上で、λ1=λ2、且つλ3=λ4とするのが好適である。 As described above, there is no need to provide a wavelength difference between λ 1 and λ 2 and λ 3 and λ 4. Therefore, in order to reduce the influence of chromatic dispersion, λ 1 = λ 2 and λ 3 = λ 4 is preferred.
[第5の実施形態]
図8は第5の実施形態に係る光送信モジュール1Dの概略の構成を示す模式図である。光送信モジュール1Dは第3の実施形態の光送信モジュール1Bと同じくPAM16信号を生成する装置であり、光送信モジュール1Dにおいて、光送信モジュール1Bと共通の構成要素には同一の符号を付して基本的に説明を省略し、以下、光送信モジュール1Bとの相違点を中心に説明する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an
光信号源11〜13の光信号の波長λ1,λ2,λ3は互いに異なり、ここではλ1<λ2<λ3とする。一方、光信号源11〜13は互いに同じ偏波状態(TEモードとする。)を有する光信号を出力する。
The wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 of the optical signals of the
光信号源14は光信号源11〜13とは直交する偏波状態(TMモードとする。)を有する光信号を出力する。
The
光送信モジュール1Dは光信号源11〜14の光信号から1つの出力光信号SOUTを生成する手段として、光送信モジュール1Bの合成部20Bに代えて合成部20Dを有する。合成部20Dは1つの偏波合波器22と2つの波長合波器21a,21cとを有する。
偏波合波器22は、光信号源13の光信号と光信号源14の光信号とを合波する。波長合波器21aは、光信号源11の光信号と光信号源12の光信号とを合波し、波長合波器21cは、偏波合波器22の出力光信号と波長合波器21aの出力光信号とを合波する。
The
光信号源11及び光信号源12それぞれの光信号は波長合波器21aにて互いに波長合波するので、ビート雑音の影響を避けるために、λ1とλ2との間に(1)式又は(2)式に基づいて差が設けられる。
Since each of the optical signal an
光信号源13及び光信号源14それぞれの光信号は偏波合波器22にて互いに偏波合波するのでビート雑音を生じない。よって、λ3とλ4との間では(1)式や(2)式を満足するような波長差を設ける必要はない。
Since the optical signals of the
一方、波長合波器21cでは、偏波合波器22の出力光信号のTEモード成分と波長合波器21aの出力光信号とが波長合波される。具体的には、光信号源11〜13の光信号成分が波長合波される。そのため、λ3とλ1,λ2との間にビート雑音の影響を回避できる差を設ける必要がある。ここではλ1<λ2<λ3であり、また波長合波器21aでの合波に関してλ1とλ2との間には必要な差が設けられるので、波長合波器21cでの合波に関しては、λ2とλ3との間に(1)式又は(2)式に基づいて差を設ける。
On the other hand, in the
波長分散の影響の回避に関しては、第3、第4の実施形態と同様、(5)式で与えられるΔτが許容値以下となるように波長λ1,λ2,λ3,λ4の分布範囲を制限する。 Regarding avoidance of the influence of chromatic dispersion, the distribution of the wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 so that Δτ given by the equation (5) is less than the allowable value, as in the third and fourth embodiments. Limit the range.
なお、λ4はλ1,λ2,λ3のいずれかと共通とすることができる。 Note that λ 4 can be shared with any one of λ 1 , λ 2 , and λ 3 .
[変形例]
第1の実施形態では光送信モジュール1の光出力信号SOUTにおける波長λ1,λ2,λ3それぞれの光信号成分の強度の比が、4:2:1であり、TMモードの光信号成分の強度がP0である例を示したが、第1及び第2の実施形態において、波長λ1,λ2,λ3と光信号の強度P0,2P0,4P0との対応関係、及びTMモードの光信号成分の強度をP0,2P0,4P0のいずれとするかは任意である。
[Modification]
In the first embodiment, the ratio of the intensity of the optical signal components of the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 in the optical output signal S OUT of the
同様に、第3の実施形態では光送信モジュール1Bの光出力信号SOUTにおける波長λ1,λ2,λ3,λ4それぞれの光信号成分の強度の比が、8:4:2:1である例を示したが、第3乃至第5の実施形態において、波長λ1,λ2,λ3,λ4と光信号の強度P0,2P0,4P0,8P0との対応関係は任意である。また、光送信モジュール1B〜1Dの光出力信号SOUTにおけるTMモードの光信号成分の強度をP0,2P0,4P0,8P0のいずれとするかも任意である。
Similarly, in the third embodiment, the ratio of the intensity of the optical signal components of the wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , and λ 4 in the optical output signal S OUT of the
また、上述の各実施形態では、光の変調手段としてEA変調器を用いる構成を示したが、これに代えてMZ変調器を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。 In each of the above-described embodiments, the configuration in which the EA modulator is used as the light modulation means has been described, but it goes without saying that the same effect can be obtained by using an MZ modulator instead.
また、上述の光送信モジュール1,1A〜1Dを構成する各光部品は、一部、或いは全てを半導体基板上にモノリシック集積化、或いは張り合わせ等を用いて集積化したものであってもよいし、全てがディスクリート部品であってもよい。また、上述の説明では偏波回転板52を光信号源13の構成要素としたが、偏波回転板52は光信号源の外側に配置されてもよい。
Each of the optical components constituting the above-described
以上、実施形態として3つの光信号源からPAM8信号を生成する光送信モジュールと、4つの光信号源からPAM16信号を生成する光送信モジュールとを説明した。ここで本発明は、互いに異なる振幅で2値強度変調された光信号を出力する第1乃至第n光信号源(nは3以上の自然数である。)から2nレベルのPAM信号を生成する光送信モジュールに適用することができる。 As described above, the optical transmission module that generates the PAM8 signal from the three optical signal sources and the optical transmission module that generates the PAM16 signal from the four optical signal sources have been described. Here, the present invention generates 2 n level PAM signals from first to nth optical signal sources (n is a natural number of 3 or more) that outputs optical signals that are binary intensity modulated with different amplitudes. It can be applied to an optical transmission module.
1,1A,1B,1C,1D 光送信モジュール、11,12,13 光信号源、20 合成部、21,21a〜21c 波長合波器、22,22a,22b 偏波合波器、31,32,33 変調器集積型半導体レーザー素子、31a,32a,33a DFBレーザー、31b,32b,33b EA変調器、50 レーザー駆動回路、51 変調器制御回路、52 偏波回転板。 1, 1A, 1B, 1C, 1D optical transmission module, 11, 12, 13 optical signal source, 20 combiner, 21, 21a-21c wavelength combiner, 22, 22a, 22b polarization combiner, 31, 32 , 33 Modulator integrated semiconductor laser element, 31a, 32a, 33a DFB laser, 31b, 32b, 33b EA modulator, 50 laser drive circuit, 51 modulator control circuit, 52 polarization rotation plate.
Claims (12)
複数の入力光信号を合成して1つの出力光信号を生成する合成部と、を備え、
前記合成部は、
互いに異なる波長を有する複数の入力光信号を偏波状態を保持しながら波長合波する波長合波器と、
互いに直交する偏波状態を有する一対の入力光信号を偏波合波する偏波合波器と、
を有し、
前記第1乃至第n光信号源からの入力光信号を合成して、2nレベルにパルス振幅変調された出力光信号を生成すること、
を特徴とする光送信モジュール。 First to n-th optical signal sources (n is a natural number of 3 or more) for outputting optical signals that are binary intensity modulated with different amplitudes;
A combining unit that combines a plurality of input optical signals to generate one output optical signal;
The synthesis unit is
A wavelength multiplexer for wavelength-multiplexing a plurality of input optical signals having different wavelengths while maintaining the polarization state;
A polarization multiplexer that combines a pair of input optical signals having polarization states orthogonal to each other;
Have
Combining input optical signals from the first to nth optical signal sources to generate an output optical signal that is pulse amplitude modulated to 2 n levels;
An optical transmission module characterized by the above.
前記波長合波器にて互いに合波される2つの前記光信号源の光信号の波長λ1,λ2(λ1<λ2である。)は、光速をC0、前記光信号の変調レートをBRとして、
Wavelengths λ 1 and λ 2 (λ 1 <λ 2 ) of the optical signals of the two optical signal sources that are combined with each other by the wavelength multiplexer are the light velocity C 0 and the modulation of the optical signal. The rate is BR
前記第1乃至第n光信号源の上限波長及び下限波長をそれぞれλM+Δλ,λM−Δλとし、
光伝送路を距離L伝送した後の当該光送信モジュールの出力光信号における前記上限波長の光と前記下限波長の光との間での群遅延時間の差をΔτとし、
前記上限波長及び前記下限波長は、
Δτ=2LSΔλ(λ0−λM)
(ここで、λ0は前記光伝送路の零分散波長であり、Sは前記光伝送路の波長分散係数の波長に対する傾きである。)
で与えられるΔτが予め定められた距離Lに対して所定の許容値以下となるという条件を満たすこと、
を特徴とする光送信モジュール。 The optical transmission module according to claim 1 or 2,
The upper limit wavelength and the lower limit wavelength of the first to nth optical signal sources are λ M + Δλ and λ M −Δλ, respectively.
A difference in group delay time between the light of the upper limit wavelength and the light of the lower limit wavelength in the output optical signal of the optical transmission module after transmitting the distance L through the optical transmission line is Δτ,
The upper limit wavelength and the lower limit wavelength are:
Δτ = 2LSΔλ (λ 0 −λ M )
(Where λ 0 is the zero dispersion wavelength of the optical transmission line, and S is the slope of the wavelength dispersion coefficient of the optical transmission line with respect to the wavelength.)
Satisfying the condition that Δτ given by is less than or equal to a predetermined allowable value for a predetermined distance L;
An optical transmission module characterized by the above.
前記nは3であり、
前記第1光信号源及び前記第2光信号源は互いに異なる波長、且つ互いに同じ偏波状態を有する光信号を出力し、
前記第3光信号源は、前記第1光信号源及び前記第2光信号源とは直交する偏波状態の光信号を出力し、
前記波長合波器は前記第1光信号源の光信号と前記第2光信号源の光信号とを合波し、
前記偏波合波器は、前記波長合波器の出力光信号と、前記第3光信号源の光信号とを合波すること、
を特徴とする光送信モジュール。 In the optical transmission module according to any one of claims 1 to 3,
N is 3;
The first optical signal source and the second optical signal source output optical signals having different wavelengths and the same polarization state;
The third optical signal source outputs an optical signal in a polarization state orthogonal to the first optical signal source and the second optical signal source;
The wavelength multiplexer combines the optical signal of the first optical signal source and the optical signal of the second optical signal source,
The polarization multiplexer combines the output optical signal of the wavelength multiplexer and the optical signal of the third optical signal source;
An optical transmission module characterized by the above.
前記nは3であり、
前記第1光信号源及び前記第2光信号源は互いに異なる波長、且つ互いに同じ偏波状態を有する光信号を出力し、
前記第3光信号源は、前記第1光信号源及び前記第2光信号源とは直交する偏波状態の光信号を出力し、
前記偏波合波器は前記第2光信号源の光信号と前記第3光信号源の光信号とを合波し、
前記波長合波器は、前記偏波合波器の出力光信号と、前記第1光信号源の光信号とを合波すること、
を特徴とする光送信モジュール。 In the optical transmission module according to any one of claims 1 to 3,
N is 3;
The first optical signal source and the second optical signal source output optical signals having different wavelengths and the same polarization state;
The third optical signal source outputs an optical signal in a polarization state orthogonal to the first optical signal source and the second optical signal source;
The polarization multiplexer combines the optical signal of the second optical signal source and the optical signal of the third optical signal source,
The wavelength multiplexer multiplexes the output optical signal of the polarization multiplexer and the optical signal of the first optical signal source;
An optical transmission module characterized by the above.
前記合成部の出力光信号における前記各光信号源の光信号の成分の強度比は1:2:4であること、を特徴とする光送信モジュール。 The optical transmission module according to claim 4 or 5,
An optical transmission module, wherein an intensity ratio of an optical signal component of each optical signal source in an output optical signal of the combining unit is 1: 2: 4.
前記nは4であり、
前記第1光信号源及び前記第2光信号源は互いに異なる波長、且つ第1の偏波状態を有する光信号を出力し、
前記第3光信号源及び前記第4光信号源は互いに異なる波長、且つ前記第1の偏波状態とは直交する第2の偏波状態を有する光信号を出力し、
前記波長合波器は、前記第1光信号源の光信号と前記第2光信号源の光信号とを合波する第1の波長合波器と、前記第3光信号源の光信号と前記第4光信号源の光信号とを合波する第2の波長合波器と、を含み、
前記偏波合波器は、前記第1の波長合波器の出力光信号と、前記第2の波長合波器の出力光信号とを合波すること、
を特徴とする光送信モジュール。 In the optical transmission module according to any one of claims 1 to 3,
N is 4;
The first optical signal source and the second optical signal source output optical signals having different wavelengths and a first polarization state;
The third optical signal source and the fourth optical signal source output optical signals having different wavelengths and a second polarization state orthogonal to the first polarization state;
The wavelength multiplexer includes a first wavelength multiplexer that multiplexes an optical signal of the first optical signal source and an optical signal of the second optical signal source, and an optical signal of the third optical signal source. A second wavelength multiplexer for multiplexing the optical signal of the fourth optical signal source,
The polarization multiplexer combines the output optical signal of the first wavelength multiplexer and the output optical signal of the second wavelength multiplexer;
An optical transmission module characterized by the above.
前記nは4であり、
前記第1光信号源及び前記第3光信号源は互いに異なる波長、且つ第1の偏波状態を有する光信号を出力し、
前記第2光信号源及び前記第4光信号源は互いに異なる波長、且つ前記第1の偏波状態とは直交する第2の偏波状態を有する光信号を出力し、
前記偏波合波器は、前記第1光信号源の光信号と前記第2光信号源の光信号とを合波する第1の偏波合波器と、前記第3光信号源の光信号と前記第4光信号源の光信号とを合波する第2の偏波合波器と、を含み、
前記波長合波器は、前記第1の偏波合波器の出力光信号と、前記第2の偏波合波器の出力光信号とを合波すること、
を特徴とする光送信モジュール。 In the optical transmission module according to any one of claims 1 to 3,
N is 4;
The first optical signal source and the third optical signal source output optical signals having different wavelengths and a first polarization state;
The second optical signal source and the fourth optical signal source output optical signals having different wavelengths and a second polarization state orthogonal to the first polarization state;
The polarization multiplexer includes a first polarization multiplexer that combines the optical signal of the first optical signal source and the optical signal of the second optical signal source, and the light of the third optical signal source. A second polarization multiplexer that combines the signal and the optical signal of the fourth optical signal source,
The wavelength multiplexer multiplexes the output optical signal of the first polarization multiplexer and the output optical signal of the second polarization multiplexer;
An optical transmission module characterized by the above.
前記nは4であり、
前記第1乃至第3光信号源は互いに異なる波長を有する光信号を出力し、
前記第4光信号源は前記第3光信号源の偏波状態とは直交する偏波状態を有する光信号を出力し、
前記偏波合波器は、前記第3光信号源の光信号と前記第4光信号源の光信号とを合波し、
前記波長合波器は、前記第1光信号源の光信号と前記第2光信号源の光信号とを合波する第1の波長合波器と、前記偏波合波器の出力光信号と前記第1の波長合波器の出力光信号とを合波する第2の波長合波器とを含むこと、
を特徴とする光送信モジュール。 In the optical transmission module according to any one of claims 1 to 3,
N is 4;
The first to third optical signal sources output optical signals having different wavelengths;
The fourth optical signal source outputs an optical signal having a polarization state orthogonal to the polarization state of the third optical signal source;
The polarization multiplexer combines the optical signal of the third optical signal source and the optical signal of the fourth optical signal source,
The wavelength multiplexer includes a first wavelength multiplexer that multiplexes an optical signal of the first optical signal source and an optical signal of the second optical signal source, and an output optical signal of the polarization multiplexer. And a second wavelength multiplexer for multiplexing the output optical signal of the first wavelength multiplexer,
An optical transmission module characterized by the above.
互いに直交する偏波状態の光信号を出力する2つの光信号源の一方の光信号源は、その出力光信号を他方の光信号源に対して直交した偏波状態とする偏波回転手段を有すること、を特徴とする光送信モジュール。 In the optical transmission module according to any one of claims 1 to 9,
One optical signal source of two optical signal sources that output optical signals in polarization states that are orthogonal to each other includes polarization rotation means that changes the output optical signal to a polarization state orthogonal to the other optical signal source. And an optical transmission module.
前記光信号源は、分布帰還型レーザーと電界吸収型変調器とを有する半導体光素子であること、を特徴とする光送信モジュール。 In the optical transmission module according to any one of claims 1 to 10,
The optical transmission module, wherein the optical signal source is a semiconductor optical device having a distributed feedback laser and an electroabsorption modulator.
前記光信号の変調レートBRが28ギガボー(GBaud)であり、
光伝送路における伝送距離Lが2キロメートル(km)のときに、前記光信号の上限波長と下限波長との間での群遅延時間の差Δτの許容値を前記変調レートBRの逆数の1/5とし、
前記光伝送路が、零分散波長λ0が1310ナノメートル(nm)であり、波長分散係数の波長に対する傾きSが8.7×10−14秒/km・nm2である光ファイバーである場合に、
前記第1乃至第3光信号源それぞれの波長λ1,λ2,λ3が、
1300.9nm≦λ1≦1304.84nm
1305.16nm≦λ2≦1309.1nm
1300.9nm≦λ3≦1309.1nm
を満たすこと、
を特徴とする光送信モジュール。 In the optical transmission module according to any one of claims 4 to 6,
The modulation rate BR of the optical signal is 28 gigabaud (GBaud),
When the transmission distance L in the optical transmission line is 2 kilometers (km), the allowable value of the difference Δτ in the group delay time between the upper limit wavelength and the lower limit wavelength of the optical signal is set to 1 / reciprocal of the reciprocal of the modulation rate BR. 5 and
When the optical transmission line is an optical fiber having a zero dispersion wavelength λ 0 of 1310 nanometers (nm) and a slope S of the wavelength dispersion coefficient with respect to the wavelength being 8.7 × 10 −14 seconds / km · nm 2. ,
The wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 of each of the first to third optical signal sources are
1300.9 nm ≦ λ 1 ≦ 1304.84 nm
1305.16 nm ≦ λ 2 ≦ 1309.1 nm
1300.9 nm ≦ λ 3 ≦ 1309.1 nm
Meeting,
An optical transmission module characterized by the above.
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